2019创新设计高考生物一轮复习教师用书：补上一课6

高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题第一步⇨构建能量流动模型，理清思路，明确去路1.能量流经不同营养级示意图2.构建能量流动模型(表示方法)方法一：说明：两个去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生长发育和繁殖的能量(e)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)   方法二：说明：三个去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量方法三：说明：四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量(A)＋未利用(B)＋分解者的分解量(C)＋下一营养级的同化量(D)第二步⇨透析典例，思维建模，规范解题流程，把握解题技巧【典例】 如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。请回答下列有关问题。(1)流经该生态系统的总能量为________(用N1～N6中的字母表示)。(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为________。(3)图中N3表示________________________________________。(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为________________。(用N1～N6中的字母表示)。(5)生态系统具有自我调节能力的基础是________。若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为___________________。  审题指导 答案　(1)N2　(2)0　(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量　(4)N5/N2×100%　(5)负反馈调节　增加各营养级的生物种类(1)最高营养级能量去路只有3个方面，少了“传递给下一营养级”这一去路。(2)分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。(3)流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。第三步⇨对点强化，熟能生巧、力求思维变通1.(2017·辽宁沈阳联考)下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是(　　)A.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400B.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%D.该生态系统第三营养级同化的能量是15解析　题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中A表示该营养级摄入的能量，B表示该营养级同化的能量，C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量，B错误；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误；由题图可知次级消费者摄入的能量为15，而并非第三营养级同化的能量，D错误。答案　A2.(2017·四川成都外国语学校期末)如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中，正确的是(　　)A.图中A＝D，B＝E，C＝FB.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量C.食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是F/D解析　由图可知，A＝G＋D；B＝E＋H；C＝F＋I，A错误；狼的粪便中的能量未被狼吸收，即不属于C中的能量，故兔流入分解者的能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量，B正确；分解者不属于食物链中的营养级，C错误；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A，D错误。答案　B第一步⇨把握方法精髓，找准解题切入点1.食物链中能量的“最值”计算设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)：(1)能量传递效率未知时(按20%即1/5、10%即1/10计算)已知问题思路求解由D“逆推”A(D净增重M)用“除法”至少需要A的量Y＝Y最多需要A的量Y＝Y由A“顺推”D(A净增重N) 用“乘法”D最多增重的量YN(1/5)3＝YD至少增重的量YN(1/10)3＝Y(2)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。2.在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑：3.利用“拼图法”巧解能量流动(1)输入第一营养级的能量(W1)即生产者的同化量被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。(2)第一营养级向第二营养级的能量传递效率＝(D1/W1)×100%，第二营养级向第三营养级的能量传递效率＝(D2/D1)×100%。在具体计算时务必先澄清分流比例，求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以为例。①若已知“植物同化量”(A)，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化(M)，计算时宜“顺推(用乘法)”调整前：A··＋A··()2＝M1调整后：A··＋A··()2＝M2②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量(A)，计算时应“逆推(用除法)”调整前：＋＝A1调整后：＋＝A2第二步⇨研析典例，突破方法，举一反三【典例】 (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的________倍。(2)若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的________倍。审题指导解析　(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；如果动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)。前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。(2)设植物能量为M，则调整前，人所得能量为：M××10%＋M××(10%)2＝＋＝，调整后人所得能量为M××10%＋M××(10%)2＝＋＝，则调整后∶调整前为/≈1.49，即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。答案　(1)1.96　(2)1.49第三步⇨对点强化，思维建模，成就高考1.(2018·湖南演练)生态学家林德曼对一个天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据。据图分析，错误的是(　　)Cedar Box湖能量流动的定量分析(Lindeman，1942)GP为总初级生产量；H为草食动物；C为肉食动物；R为呼吸/[J(cm2·a)－1]A.流经生态系统的总能量是指生产者固定的太阳能，流经该生态系统的总能量是464.6 [J(cm2·a)－1]B.能量从第一营养级到第二营养级的传递效率约为13.52%，能量从第二营养级到第三营养级的传递效率约为20.06%C.图中未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量D.流入该生态系统的总能量与流出该生态系统的总能量相等解析　流经生态系统的总能量是指生产者固定的太阳能，为464.6 J/(cm2·a)，A正确；能量在第一、二营养级间的传递效率＝62.8÷464.6×100%＝13.52%，第二营养级到第三营养级传递效率＝12.6÷62.8×100%＝20.06%，B正确；“未利用”就是指同化量中除去自身呼吸消耗、分解者和下一个营养级生物利用之外剩余的能量，C正确；该生态系统有部分能量未被利用，储存在该生态系统内，故流入该生态系统的总能量大于流出该生态系统的总能量，D错误。答案　D2.(2018·湖北黄冈一模)若某草原生态系统只存在下面的食物关系，尝试完成问题。(1)假如猫头鹰的食物有来自兔，来自鼠，来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为________。(2)假如植物有被兔所食，有被鼠所食；鼠有直接被猫头鹰捕食，有被蛇捕食后流入猫头鹰体内。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为________。(精确到个位数)解析　(1)在生态系统中，能量传递效率为20%时，能量在流动过程中损失最小，可消耗最少的植物，为最高营养级提供最多的能量。因此，若计算使猫头鹰增加20 g体重至少消耗的植物质量，则能量按20%传递。设猫头鹰从不同食物链消耗的植物分别为a、b、c，可写出：解析　(1)在生态系统中，能量传递效率为20%时，能量在流动过程中损失最小，可消耗最少的植物，为最高营养级提供最多的能量。因此，若计算使猫头鹰增加20 g体重至少消耗的植物质量，则能量按20%传递。设猫头鹰从不同食物链消耗的植物分别为a、b、c，可写出：列方程式得：a×20%×20%＝20×2/5，b×20%×20%＝20×2/5，c×20%×20%×20%＝20×1/5。解得：a＝200(g)、b＝200(g)、c＝500(g)，a＋b＋c＝900(g)。(2)设猫头鹰从三条食物链中获得的能量依次为e、f、g，植物固定的总能量为h。根据题意，可绘图如下：列方程式得：2h/5×20%×20%＝e，(3/5)×(2/3)h×20%×20%＝f，(3/5)×(1/3)h×20%×20%×20%＝g，e＋f＋g＝20 g。解得：h≈595(g)。答案　(1)900 g　(2)595 g3.某地区年降雨量丰富，一弃耕农田的食物链之一是“甲→乙→丙”，生态学家对该生态系统的发展以及该食物链的能量流动进行了研究，结果如下表，单位为×103[J(hm2·a)－1]，回答下列问题：甲乙丙固定的能量摄入量同化量呼吸量摄入量同化量呼吸量24 5001057571.58.4464.38(1)从生态系统的成分看，食物链中甲是________，流经该生态系统的能量是________×103 [J·(hm2·a)－1]。(2)在食物链“甲→乙→丙”中，能量从乙到丙的传递效率是________，从乙流向分解者的能量包括乙的遗体、分泌物中的能量和________粪便中的能量。(3)有人发现表中乙或丙的同化量与呼吸量之和不等于摄入量，请你分析该现象出现的原因：______________________________________。(4)调查发现在该弃耕农田演替过程中物种丰富度逐渐________，抵抗外界干扰的能力________。解析　(1)食物链的起点是生产者，因此甲是生产者，流经该生态系统的能量是生产者所固定的太阳能，由表中数据分析可知生产者固定的太阳能应是24 500×103 [J·(hm2·a)－1]。(2)能量传递效率是相邻营养级同化量之比，由数据分析可知能量从乙到丙的传递效率应是6/75×100%＝8%，某营养级粪便中的能量是上一营养级同化的能量，所以乙流向分解者的能量还包括丙粪便中的能量。(3)摄入量等于同化量加上粪便中能量，而呼吸量是同化量的一部分。(4)在弃耕农田演替过程中物种丰富度逐渐增加，生态系统抵抗力稳定性增强。答案　(1)生产者　24 500　(2)8%　丙　(3)摄入量等于同化量加上粪便中能量，而呼吸量是同化量中的一部分　(4)增加　增强